JPH0997888A - 光学装置およびその製造方法 - Google Patents
光学装置およびその製造方法Info
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- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学素子を封止する透光性樹脂の内部での気
泡やクラックを発生させず、表面へのごみの付着を低減
すること。 【解決手段】 本発明の光学装置１は、基台２上に搭載
した光学素子１０を透光性樹脂５にて封止し硬化させて
成るもので、透光性樹脂５の硬化後の硬さを、透光性樹
脂５の表面におけるごみの付着力と所定温度変化での透
光性樹脂５の内部におけるクラックの発生率との相関に
基づく値にしたものである。また、本発明の光学装置１
の製造方法は、所定の粘性を持った透光性樹脂５をポッ
ティングして光学素子１０を封止した後、所定の加熱処
理で透光性樹脂５内の気泡の排出、硬化収縮ストレス緩
和を行って最終的な硬度に硬化させるものである。
泡やクラックを発生させず、表面へのごみの付着を低減
すること。 【解決手段】 本発明の光学装置１は、基台２上に搭載
した光学素子１０を透光性樹脂５にて封止し硬化させて
成るもので、透光性樹脂５の硬化後の硬さを、透光性樹
脂５の表面におけるごみの付着力と所定温度変化での透
光性樹脂５の内部におけるクラックの発生率との相関に
基づく値にしたものである。また、本発明の光学装置１
の製造方法は、所定の粘性を持った透光性樹脂５をポッ
ティングして光学素子１０を封止した後、所定の加熱処
理で透光性樹脂５内の気泡の排出、硬化収縮ストレス緩
和を行って最終的な硬度に硬化させるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基台上に搭載した
光学素子を透光性樹脂にポッティング封止して成る光学
装置およびその製造方法に関する。
光学素子を透光性樹脂にポッティング封止して成る光学
装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＣＣＤエリアセンサーやＣＣＤエ
リアセンサー等の光学装置では、セラミックスまたはエ
ポキシ系樹脂を用いた中空パッケージ内にチップ状の光
学素子をダイボンドし、ボンディングワイヤーによる配
線を行った後にシールガラスで気密封止を行って製品化
を図っている。
リアセンサー等の光学装置では、セラミックスまたはエ
ポキシ系樹脂を用いた中空パッケージ内にチップ状の光
学素子をダイボンドし、ボンディングワイヤーによる配
線を行った後にシールガラスで気密封止を行って製品化
を図っている。
【０００３】また、近年ではコストダウンの観点から、
上記の中空パッケージにおける中空部分内に透光性樹脂
をポッティングして光学素子およびボンディングワイヤ
ーを樹脂封止したり、ＬＣＣ（Leadless Chip Carrier
）基板上に樹脂ダムを形成しその中へ透光性樹脂をポ
ッティングして光学素子およびボンディングワイヤーを
樹脂封止するタイプの光学装置も考えられている。
上記の中空パッケージにおける中空部分内に透光性樹脂
をポッティングして光学素子およびボンディングワイヤ
ーを樹脂封止したり、ＬＣＣ（Leadless Chip Carrier
）基板上に樹脂ダムを形成しその中へ透光性樹脂をポ
ッティングして光学素子およびボンディングワイヤーを
樹脂封止するタイプの光学装置も考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
光学装置およびその製造方法においては、ポッティング
封止を行う透光性樹脂の初期粘度と硬化後の硬さとが製
品の歩留りや品質および信頼性に大きな影響を与えてい
る。つまり、透光性樹脂の初期粘度が高すぎると、ダイ
ボンドで使用するペースト材の吸着ガスや、光学素子と
基台との隙間にある残留空気、透光性樹脂中の混入ガ
ス、ポッティング中の空気の巻き込み等により透光性樹
脂内に発生する気泡の外部への抜けが悪く、気泡残りと
なってこれが光学的な感度不良の原因となっている。
光学装置およびその製造方法においては、ポッティング
封止を行う透光性樹脂の初期粘度と硬化後の硬さとが製
品の歩留りや品質および信頼性に大きな影響を与えてい
る。つまり、透光性樹脂の初期粘度が高すぎると、ダイ
ボンドで使用するペースト材の吸着ガスや、光学素子と
基台との隙間にある残留空気、透光性樹脂中の混入ガ
ス、ポッティング中の空気の巻き込み等により透光性樹
脂内に発生する気泡の外部への抜けが悪く、気泡残りと
なってこれが光学的な感度不良の原因となっている。
【０００５】また、硬化後の硬さが柔らかすぎると、透
光性樹脂表面のべたつきが発生しやすく、これにごみが
付着してエアーブロー等で吹き飛ばそうとしても、かえ
って周囲のごみを付着させて不良を発生させるという問
題が生じる。さらに、透光性樹脂が柔らかすぎると、そ
の表面に付着したごみを綿棒（アルコールを付けたも
の）等によって拭き取ろうとした場合に透光性樹脂が変
形し、内部のボンディングワイヤーを切断したり、変形
を生じさせたりすることになる。
光性樹脂表面のべたつきが発生しやすく、これにごみが
付着してエアーブロー等で吹き飛ばそうとしても、かえ
って周囲のごみを付着させて不良を発生させるという問
題が生じる。さらに、透光性樹脂が柔らかすぎると、そ
の表面に付着したごみを綿棒（アルコールを付けたも
の）等によって拭き取ろうとした場合に透光性樹脂が変
形し、内部のボンディングワイヤーを切断したり、変形
を生じさせたりすることになる。
【０００６】反対に硬化後の硬さが硬すぎると、透光性
樹脂表面におけるべたつきが少なくなってごみの付着は
低減するが、所定の温度サイクルによる信頼性評価を行
った場合、大きな熱応力歪みを受けてボンディングワイ
ヤーの断線や内部での樹脂クラックの多発を招くことに
なる。
樹脂表面におけるべたつきが少なくなってごみの付着は
低減するが、所定の温度サイクルによる信頼性評価を行
った場合、大きな熱応力歪みを受けてボンディングワイ
ヤーの断線や内部での樹脂クラックの多発を招くことに
なる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために成された光学装置およびその製造方法
である。すなわち、本発明の光学装置は、基台上に光学
素子を搭載した状態でこの光学素子を透光性樹脂にて封
止し、硬化させて成るものであって、透光性樹脂の硬化
後の硬さを、透光性樹脂の表面におけるごみの付着力と
所定温度変化での透光性樹脂の内部におけるクラックの
発生率との相関に基づく値にしたものである。
を解決するために成された光学装置およびその製造方法
である。すなわち、本発明の光学装置は、基台上に光学
素子を搭載した状態でこの光学素子を透光性樹脂にて封
止し、硬化させて成るものであって、透光性樹脂の硬化
後の硬さを、透光性樹脂の表面におけるごみの付着力と
所定温度変化での透光性樹脂の内部におけるクラックの
発生率との相関に基づく値にしたものである。
【０００８】また、本発明の光学装置の製造方法は、先
ず、基台上に光学素子を搭載した状態で所定の電気的配
線を行い、次に、所定の粘性を持った透光性樹脂をポッ
ティングして光学素子を封止し、その後、所定の加熱処
理によって透光性樹脂内の気泡の排出および透光性樹脂
の硬化収縮ストレス緩和を行って最終的な硬度に硬化さ
せるものである。
ず、基台上に光学素子を搭載した状態で所定の電気的配
線を行い、次に、所定の粘性を持った透光性樹脂をポッ
ティングして光学素子を封止し、その後、所定の加熱処
理によって透光性樹脂内の気泡の排出および透光性樹脂
の硬化収縮ストレス緩和を行って最終的な硬度に硬化さ
せるものである。
【０００９】このような光学装置では、光学素子を封止
する透光性樹脂の硬化後の硬さが、透光性樹脂の表面に
おけるごみの付着力と所定温度変化での内部クラックの
発生率との相関に基づく値となっているため、透光性樹
脂表面へのごみ付着低減と、内部クラックの発生率低減
との両立を図ることができるようになる。
する透光性樹脂の硬化後の硬さが、透光性樹脂の表面に
おけるごみの付着力と所定温度変化での内部クラックの
発生率との相関に基づく値となっているため、透光性樹
脂表面へのごみ付着低減と、内部クラックの発生率低減
との両立を図ることができるようになる。
【００１０】また、この光学装置の製造方法では、所定
の粘性を持った透光性樹脂をポッティングすることによ
り内部での気泡の発生が抑制され、さらに、所定の加熱
処理によって内部で発生した気泡を排出するとともに硬
化収縮時のストレスを徐々に緩和できるようになる。し
かも、この加熱処理によって最終的には透光性樹脂表面
へのごみ付着を低減し、かつ所定温度変化での内部クラ
ック発生を低減できる表面硬度にして光学装置の信頼性
を向上させることができるようになる。
の粘性を持った透光性樹脂をポッティングすることによ
り内部での気泡の発生が抑制され、さらに、所定の加熱
処理によって内部で発生した気泡を排出するとともに硬
化収縮時のストレスを徐々に緩和できるようになる。し
かも、この加熱処理によって最終的には透光性樹脂表面
へのごみ付着を低減し、かつ所定温度変化での内部クラ
ック発生を低減できる表面硬度にして光学装置の信頼性
を向上させることができるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の光学装置および
その製造方法における実施の形態を図に基づいて説明す
る。図１は本発明の実施形態を説明する模式断面図で、
（ａ）はＤＩＰタイプ、（ｂ）はＬＣＣタイプを示して
いる。
その製造方法における実施の形態を図に基づいて説明す
る。図１は本発明の実施形態を説明する模式断面図で、
（ａ）はＤＩＰタイプ、（ｂ）はＬＣＣタイプを示して
いる。
【００１２】図１（ａ）に示すＤＩＰタイプの光学装置
１は、例えばセラミックスやエポキシ系樹脂、ＰＰＳ
（ポリフェニレンサフファイド）、液晶ポリマー材等か
ら成る基台２および枠２１と、この基台２と枠２１との
間に挟持される例えば４２アロイ材（鉄−ニッケル４２
％合金）を用いたリードフレーム４と、基台２の略中央
部にダイボンドされる光学素子１０と、光学素子１０と
リードフレーム４とを電気的に接続する金線やアルミニ
ウム線等から成るボンディングワイヤー３と、この光学
素子１０およびボンディングワイヤー３を封止する例え
ばシリコーン樹脂から成る透光性樹脂５とから構成され
る。
１は、例えばセラミックスやエポキシ系樹脂、ＰＰＳ
（ポリフェニレンサフファイド）、液晶ポリマー材等か
ら成る基台２および枠２１と、この基台２と枠２１との
間に挟持される例えば４２アロイ材（鉄−ニッケル４２
％合金）を用いたリードフレーム４と、基台２の略中央
部にダイボンドされる光学素子１０と、光学素子１０と
リードフレーム４とを電気的に接続する金線やアルミニ
ウム線等から成るボンディングワイヤー３と、この光学
素子１０およびボンディングワイヤー３を封止する例え
ばシリコーン樹脂から成る透光性樹脂５とから構成され
る。
【００１３】また、図１（ｂ）に示すＬＣＣタイプの光
学装置１は、例えばセラミックスやガラスエポキシ材、
ＰＰＳ（ポリフェニレンサフファイド）、液晶ポリマー
材等から成る平板状の基台２と、この基台２の周辺を囲
むシリコーン樹脂から成る樹脂ダム２２と、基台２に設
けられるインナーリード４１およびアウターリード４２
と、基台２の略中央部にダイボンドされる光学素子１０
と、光学素子１０とインナーリード４１とを電気的に接
続するボンディングワイヤー３と、樹脂ダム２２の内側
において光学素子１０およびボンディングワイヤー３を
ポッティング封止する例えばシリコーン樹脂から成る透
光性樹脂５とから構成される。
学装置１は、例えばセラミックスやガラスエポキシ材、
ＰＰＳ（ポリフェニレンサフファイド）、液晶ポリマー
材等から成る平板状の基台２と、この基台２の周辺を囲
むシリコーン樹脂から成る樹脂ダム２２と、基台２に設
けられるインナーリード４１およびアウターリード４２
と、基台２の略中央部にダイボンドされる光学素子１０
と、光学素子１０とインナーリード４１とを電気的に接
続するボンディングワイヤー３と、樹脂ダム２２の内側
において光学素子１０およびボンディングワイヤー３を
ポッティング封止する例えばシリコーン樹脂から成る透
光性樹脂５とから構成される。
【００１４】いずれのタイプであっても本実施形態にお
ける光学装置１は、光学素子１０およびボンディングワ
イヤー３をポッティング封止する透光性樹脂５の硬化後
の硬さが、透光性樹脂５の表面におけるごみの付着力と
所定温度変化での透光性樹脂５の内部におけるクラック
の発生率との相関に基づいて設定されている点に特徴が
ある。
ける光学装置１は、光学素子１０およびボンディングワ
イヤー３をポッティング封止する透光性樹脂５の硬化後
の硬さが、透光性樹脂５の表面におけるごみの付着力と
所定温度変化での透光性樹脂５の内部におけるクラック
の発生率との相関に基づいて設定されている点に特徴が
ある。
【００１５】図２は、透光性樹脂５（図１参照）がシリ
コーン樹脂であった場合の最適硬度を説明する図であ
る。すなわち、図２における横軸は透光性樹脂５の硬化
後の硬度（ＪＩＳ−ショアＡ硬さ）、左側縦軸は透光性
樹脂５表面のごみの付着状態、右側縦軸は所定温度変化
での透光性樹脂５の内部におけるクラック発生率を示し
ている。
コーン樹脂であった場合の最適硬度を説明する図であ
る。すなわち、図２における横軸は透光性樹脂５の硬化
後の硬度（ＪＩＳ−ショアＡ硬さ）、左側縦軸は透光性
樹脂５表面のごみの付着状態、右側縦軸は所定温度変化
での透光性樹脂５の内部におけるクラック発生率を示し
ている。
【００１６】なお、ここで左側縦軸におけるごみの付着
状態とは、一定時間室内に光学装置１（図１参照）を放
置しておいて付着したごみの数（Ｎ0 ）と、これにエア
ーブローを吹きつけた後のごみの数（Ｎ）との比率（Ｎ
／Ｎ0 ）であり、右側縦軸におけるクラック発生率は、
−５５℃〜１２５℃での温度変化を１００サイクル行っ
た後の透光性樹脂５内部のクラック発生率（％）であ
る。
状態とは、一定時間室内に光学装置１（図１参照）を放
置しておいて付着したごみの数（Ｎ0 ）と、これにエア
ーブローを吹きつけた後のごみの数（Ｎ）との比率（Ｎ
／Ｎ0 ）であり、右側縦軸におけるクラック発生率は、
−５５℃〜１２５℃での温度変化を１００サイクル行っ
た後の透光性樹脂５内部のクラック発生率（％）であ
る。
【００１７】図２中破線に示すように、ごみの付着状態
は硬度が高くなるに従い徐々にその比率（Ｎ／Ｎ0 ）が
低下する傾向にある。一方、図２中実線で示すように、
クラック発生率は、硬度が７０を越えると急激に増加す
る傾向にある。このように、ごみの付着状態およびクラ
ック発生率は、硬度に対して密接な相関がある。そこ
で、図１（ａ）、（ｂ）に示す光学装置１における透光
性樹脂５の硬化後の硬度を、図２に示す相関に基づき設
定する。
は硬度が高くなるに従い徐々にその比率（Ｎ／Ｎ0 ）が
低下する傾向にある。一方、図２中実線で示すように、
クラック発生率は、硬度が７０を越えると急激に増加す
る傾向にある。このように、ごみの付着状態およびクラ
ック発生率は、硬度に対して密接な相関がある。そこ
で、図１（ａ）、（ｂ）に示す光学装置１における透光
性樹脂５の硬化後の硬度を、図２に示す相関に基づき設
定する。
【００１８】例えば、図２に示す硬度約６０〜７０にお
いては、ごみの付着状態も少なく（比率（Ｎ／Ｎ0 ）が
１以下）、かつクラック発生率も０（％）となる。した
がって、図１（ａ）、（ｂ）に示す光学装置１の透光性
樹脂５における硬化後の硬度を、約６０〜７０に設定し
ておくことにより、その表面へ付着したごみをエアーブ
ローによって容易に吹き飛ばすことができ、しかも所定
の温度変化に対しても透光性樹脂５の内部にクラックを
発生させないようにすることができる。
いては、ごみの付着状態も少なく（比率（Ｎ／Ｎ0 ）が
１以下）、かつクラック発生率も０（％）となる。した
がって、図１（ａ）、（ｂ）に示す光学装置１の透光性
樹脂５における硬化後の硬度を、約６０〜７０に設定し
ておくことにより、その表面へ付着したごみをエアーブ
ローによって容易に吹き飛ばすことができ、しかも所定
の温度変化に対しても透光性樹脂５の内部にクラックを
発生させないようにすることができる。
【００１９】なお、図２はシリコーン樹脂から成る透光
性樹脂５を用いた場合の一例で、これ以外の樹脂やパッ
ケージ形状等を用いた場合には、その条件に応じた硬度
に対するごみの付着状態およびクラック発生率がある。
このため、本実施形態では、使用する樹脂の特性やパッ
ケージ形状等の条件に応じて、ごみの付着状態が少なく
かつクラックの発生しない最適な透光性樹脂５の硬化後
の硬度を設定するようにすればよい。
性樹脂５を用いた場合の一例で、これ以外の樹脂やパッ
ケージ形状等を用いた場合には、その条件に応じた硬度
に対するごみの付着状態およびクラック発生率がある。
このため、本実施形態では、使用する樹脂の特性やパッ
ケージ形状等の条件に応じて、ごみの付着状態が少なく
かつクラックの発生しない最適な透光性樹脂５の硬化後
の硬度を設定するようにすればよい。
【００２０】次に、本実施形態における光学装置の製造
方法を説明する。先ず、図１（ａ）に示すＤＩＰタイプ
の光学装置１における製造方法を説明する。ＤＩＰタイ
プの光学装置１を製造するには、先ず初めに、基台２と
枠２１とでリードフレーム４を挟持して成る中空パッケ
ージを製造する。
方法を説明する。先ず、図１（ａ）に示すＤＩＰタイプ
の光学装置１における製造方法を説明する。ＤＩＰタイ
プの光学装置１を製造するには、先ず初めに、基台２と
枠２１とでリードフレーム４を挟持して成る中空パッケ
ージを製造する。
【００２１】すなわち、基台２および枠２１としてセラ
ミックスを用いる場合には焼成によって中空パッケージ
を製造し、エポキシ系樹脂を用いる場合にはトランスフ
ァーモールド成形または射出成形によって中空パッケー
ジを製造し、ＰＰＳや液晶ポリマー材を用いる場合には
射出成形によって中空パッケージを製造する。
ミックスを用いる場合には焼成によって中空パッケージ
を製造し、エポキシ系樹脂を用いる場合にはトランスフ
ァーモールド成形または射出成形によって中空パッケー
ジを製造し、ＰＰＳや液晶ポリマー材を用いる場合には
射出成形によって中空パッケージを製造する。
【００２２】次に、製造した中空パッケージの基台２の
略中央部にチップ状の光学素子１０をペースト材でダイ
ボンドし、その後、この光学素子１０とリードフレーム
４のインナーリードとをボンディングワイヤー３によっ
て配線する。リードフレーム４のインナーリード部には
例えばアルミニウムのクラッド層が被着しており、ワイ
ヤーボンドを確実に行えるようになっている。また、リ
ードフレーム４のアウターリード部には例えば錫やはん
だのめっき処理が施されている。
略中央部にチップ状の光学素子１０をペースト材でダイ
ボンドし、その後、この光学素子１０とリードフレーム
４のインナーリードとをボンディングワイヤー３によっ
て配線する。リードフレーム４のインナーリード部には
例えばアルミニウムのクラッド層が被着しており、ワイ
ヤーボンドを確実に行えるようになっている。また、リ
ードフレーム４のアウターリード部には例えば錫やはん
だのめっき処理が施されている。
【００２３】次いで、光学素子１０のダイボンドおよび
ボンディングワイヤー３による配線の完了した中空パッ
ケージの内部すなわち枠２１の内側に例えばシリコーン
樹脂から成る透光性樹脂５をポッティングして光学素子
１０およびボンディングワイヤー３を封止する。この
際、透光性樹脂５の初期粘度を例えば２５℃において３
０ポイズ以下（２０±５ポイズが良い）にしておく。こ
れによって、透光性樹脂５をポッティングする際の空気
の巻き込みや、光学素子１０と基台２との隙間の残留空
気、樹脂中の混入ガス等による気泡の発生を低減させる
ことが可能となる。
ボンディングワイヤー３による配線の完了した中空パッ
ケージの内部すなわち枠２１の内側に例えばシリコーン
樹脂から成る透光性樹脂５をポッティングして光学素子
１０およびボンディングワイヤー３を封止する。この
際、透光性樹脂５の初期粘度を例えば２５℃において３
０ポイズ以下（２０±５ポイズが良い）にしておく。こ
れによって、透光性樹脂５をポッティングする際の空気
の巻き込みや、光学素子１０と基台２との隙間の残留空
気、樹脂中の混入ガス等による気泡の発生を低減させる
ことが可能となる。
【００２４】このような初期粘度によって透光性樹脂５
をポッティングした後は、所定の加熱処理によって硬化
させる。加熱処理としては、先ず、７０〜８０℃１時間
程度のプリベークによってポッティングの際に発生した
気泡を外部へ排出するいわゆる脱泡を行い、次いで１１
０〜１２０℃１時間程度の加熱によって透光性樹脂５を
ゲル化して硬化収縮の際のストレスを徐々に緩和させ
る。その後、１５０℃３〜４時間程度のポストベークに
よって最終的な硬度にする。なお、この硬度は先に説明
したように、透光性樹脂５の表面におけるごみの付着状
態と内部でのクラック発生率との相関に基づいた値に設
定する。
をポッティングした後は、所定の加熱処理によって硬化
させる。加熱処理としては、先ず、７０〜８０℃１時間
程度のプリベークによってポッティングの際に発生した
気泡を外部へ排出するいわゆる脱泡を行い、次いで１１
０〜１２０℃１時間程度の加熱によって透光性樹脂５を
ゲル化して硬化収縮の際のストレスを徐々に緩和させ
る。その後、１５０℃３〜４時間程度のポストベークに
よって最終的な硬度にする。なお、この硬度は先に説明
したように、透光性樹脂５の表面におけるごみの付着状
態と内部でのクラック発生率との相関に基づいた値に設
定する。
【００２５】また、フィラーの添加でチクソトロピック
性を有している透光性樹脂５を用いる場合以外、すなわ
ちフィラーの添加されていない透光性樹脂５を用いる場
合には、加熱時の熱風で表面にしわが発生し光学的な感
度むらを発生させる原因となる。これを防止するため、
加熱では熱風遮へいを施すことが必要となる。
性を有している透光性樹脂５を用いる場合以外、すなわ
ちフィラーの添加されていない透光性樹脂５を用いる場
合には、加熱時の熱風で表面にしわが発生し光学的な感
度むらを発生させる原因となる。これを防止するため、
加熱では熱風遮へいを施すことが必要となる。
【００２６】さらに、全体として徐熱徐冷のキュアとす
る。例えば、７０〜８０℃のプリベークでは徐熱でヒー
トアップし、７０〜８０℃の状態から１１０〜１２０℃
への加熱も徐熱でヒートアップし、さらに１１０〜１２
０℃の状態から１５０℃への加熱も徐熱でヒートアップ
する。また、ポストキュア後においては徐冷によって７
０〜８０℃へと温度を下げて取り出すようにする。これ
によってキュア時の硬化収縮ストレスを緩和できること
になる。
る。例えば、７０〜８０℃のプリベークでは徐熱でヒー
トアップし、７０〜８０℃の状態から１１０〜１２０℃
への加熱も徐熱でヒートアップし、さらに１１０〜１２
０℃の状態から１５０℃への加熱も徐熱でヒートアップ
する。また、ポストキュア後においては徐冷によって７
０〜８０℃へと温度を下げて取り出すようにする。これ
によってキュア時の硬化収縮ストレスを緩和できること
になる。
【００２７】このような製造方法により、透光性樹脂５
の内部に気泡が残らず、しかも硬化収縮ストレスによる
樹脂クラックや樹脂剥離も発生せず、透光性樹脂５の最
適な硬度を持ったＤＩＰタイプの光学装置１が完成す
る。
の内部に気泡が残らず、しかも硬化収縮ストレスによる
樹脂クラックや樹脂剥離も発生せず、透光性樹脂５の最
適な硬度を持ったＤＩＰタイプの光学装置１が完成す
る。
【００２８】次に、図１（ｂ）に示すＬＣＣタイプの光
学装置１における製造方法を説明する。ＬＣＣタイプの
光学装置１を製造するには、初めに、平板状の基台２に
インナーリード４１およびアウターリード４２を形成し
たＬＣＣ用基板を製造する。例えば、基台２としてセラ
ミックスを用いる場合には、所定のグリーンシートにイ
ンナーリード４１およびアウターリード４２となるタン
グステン等のメタライズパターンを形成した後に焼成を
行ってＬＣＣ用基板を製造する。
学装置１における製造方法を説明する。ＬＣＣタイプの
光学装置１を製造するには、初めに、平板状の基台２に
インナーリード４１およびアウターリード４２を形成し
たＬＣＣ用基板を製造する。例えば、基台２としてセラ
ミックスを用いる場合には、所定のグリーンシートにイ
ンナーリード４１およびアウターリード４２となるタン
グステン等のメタライズパターンを形成した後に焼成を
行ってＬＣＣ用基板を製造する。
【００２９】また、ガラスエポキシ材を用いる場合に
は、所定の銅薄膜エッチング処理によってインナーリー
ド４１およびアウターリード４２をパターニングする。
なお、これらインナーリード４１やアウターリード４２
の表面には、ニッケル−金めっき（例えば、ニッケル１
０μｍ厚、金０．５μｍ厚）を施しておく。
は、所定の銅薄膜エッチング処理によってインナーリー
ド４１およびアウターリード４２をパターニングする。
なお、これらインナーリード４１やアウターリード４２
の表面には、ニッケル−金めっき（例えば、ニッケル１
０μｍ厚、金０．５μｍ厚）を施しておく。
【００３０】次に、製造したＬＣＣ用基板における基台
２の略中央部にチップ状の光学素子１０をペースト材で
ダイボンドし、その後、この光学素子１０とインナーリ
ード４１とを例えば金線から成るボンディングワイヤー
３によって配線する。次いで、このボンディングワイヤ
ー３の周辺を囲む状態で樹脂ダム２２を形成する。
２の略中央部にチップ状の光学素子１０をペースト材で
ダイボンドし、その後、この光学素子１０とインナーリ
ード４１とを例えば金線から成るボンディングワイヤー
３によって配線する。次いで、このボンディングワイヤ
ー３の周辺を囲む状態で樹脂ダム２２を形成する。
【００３１】樹脂ダム２２としては、高チクソトロピッ
ク性を備えた２液性の速硬化タイプのシリコーン樹脂を
用い、例えば２５℃における初期粘度を４００ポイズ、
硬化後の硬さを、後述する透光性樹脂５の硬化後の硬さ
よりも硬く（例えば、ＪＩＳ−ショアＡ硬さ６０〜７０
以上）しておく。
ク性を備えた２液性の速硬化タイプのシリコーン樹脂を
用い、例えば２５℃における初期粘度を４００ポイズ、
硬化後の硬さを、後述する透光性樹脂５の硬化後の硬さ
よりも硬く（例えば、ＪＩＳ−ショアＡ硬さ６０〜７０
以上）しておく。
【００３２】次いで、樹脂ダム２２を形成した後に、こ
の樹脂ダム２２の内側へ例えばシリコーン樹脂から成る
透光性樹脂５をポッティングして光学素子１０およびボ
ンディングワイヤー３を封止する。この際の透光性樹脂
５の初期粘度とては、例えば２５℃において３０ポイズ
以下（２０±５ポイズが良い）にしておく。これによっ
て、透光性樹脂５をポッティングする際の空気の巻き込
みや、光学素子１０と基台２との隙間の残留空気、樹脂
中の混入ガス等による気泡の発生を低減させることが可
能となる。
の樹脂ダム２２の内側へ例えばシリコーン樹脂から成る
透光性樹脂５をポッティングして光学素子１０およびボ
ンディングワイヤー３を封止する。この際の透光性樹脂
５の初期粘度とては、例えば２５℃において３０ポイズ
以下（２０±５ポイズが良い）にしておく。これによっ
て、透光性樹脂５をポッティングする際の空気の巻き込
みや、光学素子１０と基台２との隙間の残留空気、樹脂
中の混入ガス等による気泡の発生を低減させることが可
能となる。
【００３３】樹脂ダム２２内に透光性樹脂５をポッティ
ングした後は、先に説明したＤＩＰタイプの場合と同様
な加熱処理を行い、樹脂ダム２２と透光性樹脂５との同
時硬化を行う。すなわち、７０〜８０℃１時間程度のプ
リベークによっていわゆる脱泡を行い、次の１１０〜１
２０℃１時間程度の加熱によって硬化収縮ストレスの緩
和を行い、その後の１５０℃３〜４時間程度のポストベ
ークによって最終的な硬度にする。
ングした後は、先に説明したＤＩＰタイプの場合と同様
な加熱処理を行い、樹脂ダム２２と透光性樹脂５との同
時硬化を行う。すなわち、７０〜８０℃１時間程度のプ
リベークによっていわゆる脱泡を行い、次の１１０〜１
２０℃１時間程度の加熱によって硬化収縮ストレスの緩
和を行い、その後の１５０℃３〜４時間程度のポストベ
ークによって最終的な硬度にする。
【００３４】なお、この熱処理の際の徐熱徐冷、熱風遮
へいによる加熱硬化は先に説明したＤＩＰタイプの場合
と同様である。
へいによる加熱硬化は先に説明したＤＩＰタイプの場合
と同様である。
【００３５】最終的な硬度においても先と同様に、透光
性樹脂５の表面におけるごみの付着状態と内部でのクラ
ック発生率との相関に基づいた値に設定する。このよう
な製造方法によって、透光性樹脂５の内部に気泡が残ら
ず、しかも硬化収縮ストレスによる樹脂クラックや樹脂
剥離も発生せず、透光性樹脂５の最適な硬度を持ったＬ
ＣＣタイプの光学装置１が完成する。なお、先に説明し
たように、樹脂ダム２２は透光性樹脂５よりも硬くなっ
ているため、光学装置１の完成後に樹脂ダム２２へ外力
が加わっても、透光性樹脂５内部のボンディングワイヤ
ー３がこの外力によって断線したり、変形したりするこ
とはない。
性樹脂５の表面におけるごみの付着状態と内部でのクラ
ック発生率との相関に基づいた値に設定する。このよう
な製造方法によって、透光性樹脂５の内部に気泡が残ら
ず、しかも硬化収縮ストレスによる樹脂クラックや樹脂
剥離も発生せず、透光性樹脂５の最適な硬度を持ったＬ
ＣＣタイプの光学装置１が完成する。なお、先に説明し
たように、樹脂ダム２２は透光性樹脂５よりも硬くなっ
ているため、光学装置１の完成後に樹脂ダム２２へ外力
が加わっても、透光性樹脂５内部のボンディングワイヤ
ー３がこの外力によって断線したり、変形したりするこ
とはない。
【００３６】また、いずれのタイプであっても、透光性
樹脂５の初期粘度や硬化後の硬度、硬化させる際の加熱
処理における具体的な数値は一例であり、本発明はこれ
に限定されることはない。また、本実施形態では透光性
樹脂５としてシリコーン系樹脂を用いた例を示したが、
エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂を用いても同様であ
る。さらに、光学素子１０としては、ＣＣＤリニアセン
サーやＣＣＤエリアセンサー用のチップに限定されず、
ＬＥＤチップや半導体レーザチップであってもよい。
樹脂５の初期粘度や硬化後の硬度、硬化させる際の加熱
処理における具体的な数値は一例であり、本発明はこれ
に限定されることはない。また、本実施形態では透光性
樹脂５としてシリコーン系樹脂を用いた例を示したが、
エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂を用いても同様であ
る。さらに、光学素子１０としては、ＣＣＤリニアセン
サーやＣＣＤエリアセンサー用のチップに限定されず、
ＬＥＤチップや半導体レーザチップであってもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学装置
およびその製造方法によれば次のような効果がある。す
なわち、本発明の光学装置では、透光性樹脂の硬化後の
硬さを、表面におけるごみの付着力と所定温度変化での
内部クラックの発生率との相関に基づき設定しているた
め、完成後の透光性樹脂表面に付着したごみを容易に除
去できるとともに、温度変化に対しても樹脂クラックや
樹脂剥離、ボンディングワイヤーの切断が発生しない信
頼性の高いものを提供できることになる。
およびその製造方法によれば次のような効果がある。す
なわち、本発明の光学装置では、透光性樹脂の硬化後の
硬さを、表面におけるごみの付着力と所定温度変化での
内部クラックの発生率との相関に基づき設定しているた
め、完成後の透光性樹脂表面に付着したごみを容易に除
去できるとともに、温度変化に対しても樹脂クラックや
樹脂剥離、ボンディングワイヤーの切断が発生しない信
頼性の高いものを提供できることになる。
【００３８】また、本発明の光学装置の製造方法では、
ポッティングする透光性樹脂の粘性や、硬化時の加熱処
理によって内部の気泡残りがなくなり、しかも硬化収縮
時の内部ストレスも緩和できて製造歩留りおよび品質を
向上させることが可能となる。
ポッティングする透光性樹脂の粘性や、硬化時の加熱処
理によって内部の気泡残りがなくなり、しかも硬化収縮
時の内部ストレスも緩和できて製造歩留りおよび品質を
向上させることが可能となる。
【図１】本発明の実施形態を説明する模式断面図で、
（ａ）はＤＩＰタイプ、（ｂ）はＬＣＣタイプを示すも
のである。
（ａ）はＤＩＰタイプ、（ｂ）はＬＣＣタイプを示すも
のである。
【図２】最適硬度を説明する図である。
１ 光学装置 ２ 基台 ３ ボンディングワイヤー ４ リード
フレーム ５ 透光性樹脂 １０ 光学
素子 ２１ 枠 ２２ 樹脂
ダム ４１ インナーリード ４２ アウ
ターリード
フレーム ５ 透光性樹脂 １０ 光学
素子 ２１ 枠 ２２ 樹脂
ダム ４１ インナーリード ４２ アウ
ターリード
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/31 Ｈ０１Ｌ 31/02 Ｂ 31/02
Claims (8)
- 【請求項１】 基台上に光学素子を搭載した状態で該光
学素子を透光性樹脂にて封止し、該透光性樹脂を硬化さ
せて成る光学装置であって、 前記透光性樹脂の硬化後の硬さは、該透光性樹脂の表面
におけるごみの付着力と所定温度変化での該透光性樹脂
の内部におけるクラックの発生率との相関に基づく値と
なっていることを特徴とする光学装置。 - 【請求項２】 前記透光性樹脂はシリコーン系樹脂であ
ることを特徴とする請求項１記載の光学装置。 - 【請求項３】 前記透光性樹脂はエポキシ系樹脂である
ことを特徴とする請求項１記載の光学装置。 - 【請求項４】 前記透光性樹脂はアクリル系樹脂である
ことを特徴とする請求項１記載の光学装置。 - 【請求項５】 基台上に光学素子を搭載した状態で所定
の電気的配線を行う工程と、 所定の粘性を持った透光性樹脂をポッティングして前記
光学素子を封止する工程と、 所定の加熱処理によって前記透光性樹脂内の気泡の排出
および該透光性樹脂の硬化収縮ストレス緩和を行って最
終的な硬度に硬化させる工程とから成ることを特徴とす
る光学装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記透光性樹脂はシリコーン系樹脂であ
ることを特徴とする請求項５記載の光学装置の製造方
法。 - 【請求項７】 前記透光性樹脂はエポキシ系樹脂である
ことを特徴とする請求項５記載の光学装置。 - 【請求項８】 前記透光性樹脂はアクリル系樹脂である
ことを特徴とする請求項５記載の光学装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25263595A JP3393247B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 光学装置およびその製造方法 |
| US08/716,113 US5861680A (en) | 1995-09-29 | 1996-09-19 | Photonic device and process for fabricating the same |
| US08/872,575 US5851847A (en) | 1995-09-29 | 1997-06-10 | Photonic device and process for fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25263595A JP3393247B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 光学装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0997888A true JPH0997888A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3393247B2 JP3393247B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=17240101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25263595A Expired - Fee Related JP3393247B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 光学装置およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5861680A (ja) |
| JP (1) | JP3393247B2 (ja) |
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| JP2007005687A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | New Japan Radio Co Ltd | 光半導体装置およびその製造方法 |
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1995
- 1995-09-29 JP JP25263595A patent/JP3393247B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-09-19 US US08/716,113 patent/US5861680A/en not_active Expired - Fee Related
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1997
- 1997-06-10 US US08/872,575 patent/US5851847A/en not_active Expired - Fee Related
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